一种起重机控制方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及机械控制的领域，尤其是涉及一种起重机控制方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.起重机是指在一定范围内垂直和水平搬运重物的多动作，在建筑施工等很多领域都有广泛的应用。大部分起重机的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中，取料、运移和卸载等动作的相应机构是交替工作的。
3.目前，大部分起重机的起升控制都是通过操作手人工操作进行，若要实现起重机精确地对货物进行吊运，则需要操作人员具有较高的技能，一般很难操作，或者需要通过多次微调操作才能到达指定位置，还必须要现场人员指挥，影响工作效率。


技术实现要素：

4.为了提高起重机的自动化程度，提高工作效率，本技术提供一种起重机控制方法、系统及存储介质。
5.第一方面，本技术提供一种起重机控制方法，采用如下的技术方案：一种起重机控制方法，包括：基于获取到的物料区域影像，识别目标物料和起重机的抓取装置之间的高度差，并得到第一下降值；控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第一高度变化量达到所述第一下降值；当识别到取料动作完成后，基于获取到的转移区域影像，识别所述目标物料和高度最高的障碍物之间的高度差，得到第一上升值；控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第二高度变化量达到所述第一上升值；在识别到运移动作完成后，基于获取到的卸料区域影像，识别所述目标物料和目标放置地点之间的高度差，得到第二下降值；控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第三高度变化量达到所述第二下降值。
6.通过采用上述技术方案，起重机控制系统能够通过图像识别技术，自动识别目标物料所需的上升量和下降量，且不需要对目标物料的实时高度进行识别。同时，起重机控制系统还能够自动对卷扬机构进行控制，从而提高了自动化程度，减少了工作人员的工作量，提高了工作效率。
7.可选的，在所述当识别到取料动作完成后，基于获取到的转移区域影像，识别所述目标物料和高度最高的障碍物之间的高度差，得到第一上升值之前，所述方法还包括：在接收到转移路径生成指令后，获取针对所述目标物料和目标放置地点的待分析影像；
基于所述待分析影像，识别其中的目标物料图形和目标放置地点图形；基于所述目标物料图形和目标放置地点图形的位置，以及预设有的转移区域生成规则，生成针对所述目标物料的转移区域。
8.可选的，当所述起重机处于闲置状态时，所述方法还包括：获取实时风速，并与预设有的最大风速安全阈值进行对比；当所述实时风速大于最大风速安全阈值时，执行预设有的安全预案。
9.可选的，在获取物料区域影像之前，所述方法还包括：接收携带有预计施工时间段的施工预约信息；在线获取针对所述预计施工时间段的天气预报信息；基于所述天气预报信息，判断在所述预计施工时间段内是否存在出现恶劣天气的可能性；当判断结果为是时，执行预设有的安全预案。
10.通过采用上述技术方案，起重机控制系统能够根据天气预报信息，提前得知即将到来的恶劣天气，从而减小了在恶劣天气下进行物料转移的可能性。
11.可选的，在所述基于所述天气预报信息，判断在所述预计施工时间段内是否存在出现恶劣天气的可能性之后，所述方法还包括：当识别到在所述预计施工时间段内存在出现大风天气的可能性后，识别预计的大风风向；基于所述大风风向，调整所述起重臂的转动角度，使得所述起重臂朝向大风的来源风向。
12.通过采用上述技术方案，在识别到即将发生大风天气时，起重机控制系统能够提前控制起重臂的朝向，减小即将到来的大风对起重机的影响。
13.可选的，所述控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第二高度变化量达到所述第一上升值，具体包括：控制所述起重机中的卷扬机构运行，使得所述目标物料被提高预设的高度；获取针对所述目标物料的实际物料质量，并和预设有的最大荷载量进行对比；当所述实际物料质量大于最大荷载量时，控制所述起重机中的卷扬机构运行，以放下所述目标物料，并取消对所述目标物料的取料；当所述实际物料质量小于最大荷载量时，继续控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第二高度变化量达到所述第一上升值。
14.通过采用上述技术方案，通过对实际物料质量的检测，有助于减少不规范操作导致的起重臂超载运行，减小事故发生的可能性。
15.可选的，每当所述卷扬机构完成一次运行过程后，记录所述卷扬机构中卷扬绳的单次卷扬量；基于所述单次卷扬量，对所述卷扬绳的历史卷扬总量进行更新；当所述历史卷扬总量达到预设有的卷扬量阈值时，生成老化检测提示信号。
16.通过采用上述技术方案，通过对历史卷扬总量的统计，有助于在卷扬绳老化或磨损前及时发现，防患于未然。
17.第二方面，本技术提供一种起重机控制系统，采用如下的技术方案：
一种起重机控制系统，包括图像处理模块、高度变化量监测模块、卷扬机构控制模；所述图像处理模块用于基于获取到的物料区域影像，识别目标物料和起重机的抓取装置之间的高度差，并得到第一下降值；所述卷扬机构控制模块用于控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至所述高度变化量监测模块监测到的第一高度变化量达到所述第一下降值；所述图像处理模块还用于当识别到取料动作完成后，基于获取到的转移区域影像，识别所述目标物料和高度最高的障碍物之间的高度差，得到第一上升值；所述卷扬机构控制模块还用于控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至所述高度变化量监测模块监测到的第二高度变化量达到所述第一上升值；所述图像处理模块还用于在识别到运移动作完成后，基于获取到的卸料区域影像，识别所述目标物料和目标放置地点之间的高度差，得到第二下降值；所述卷扬机构控制模块还用于控制所述起重机中的卷扬机构运行，直至所述高度变化量监测模块监测到的第三高度变化量达到所述第二下降值。
18.第三方面，本技术提供一种智能终端，采用如下的技术方案：一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如第一方面所述方法的计算机程序。
19.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，包括存储有能够被处理器加载并执行如第一方面所述方法的计算机程序。
20.通过采用上述技术方案，当上述计算机可读存储介质被装入任一计算机后，该计算机就能执行第一方面所述的起重机控制方法。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.起重机控制系统能够通过图像识别技术，自动识别目标物料所需的上升量和下降量，且不需要对目标物料的实时高度进行识别。同时，起重机控制系统还能够自动对卷扬机构进行控制，从而提高了自动化程度，减少了工作人员的工作量，提高了工作效率；2.起重机控制系统能够根据天气预报信息，提前得知即将到来的恶劣天气，从而减小了在恶劣天气下进行物料转移的可能性。
附图说明
22.图1是本技术实施例中用于体现起重机控制方法的流程示意图；图2是本技术实施例中用于体现一种起重机控制系统的系统框图；图3是本技术实施例中用于体现另一种起重机控制系统的系统框图。
23.附图标记说明：21、图像处理模块；22、高度变化量监测模块；23、卷扬机构控制模块；31、待分析影像获取模块；32、转移区域生成模块。
具体实施方式
24.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
25.本技术实施例公开一种起重机控制方法，该方法可以应用于一种起重机中，且执
行主体为起重机中的起重机控制系统。起重机的卷扬机构中设置有用于检测卷扬绳放出长度的编码器，编码器能够将检测结果实时反馈给起重机控制系统，从而能够供起重机控制系统识别出起重机上的抓取装置的高度变化情况。起重机的起重臂上还设置有图像采集设备，图像采集设备可以配置为角度可调的摄像头，从而能够在起重机控制系统的控制下，获取到不同的图像。
26.下面将结合具体实施方式，对图1所示的处理流程进行详细的说明，内容可以如下：s11：基于获取到的物料区域影像，识别目标物料和起重机的抓取装置之间的高度差，并得到第一下降值。
27.其中，目标物料即指需要进行搬运的物料。为了便于对目标物料的识别，工作人员可以在目标物料被提升之前，在目标物料上贴上能够被起重机控制系统识别和认证的图形。
28.在实施中，操作人员可以按下开始按钮，使得起重机控制系统开始执行物料搬运作业。此时，起重机控制系统向图像采集设备发出第一图像采集指令，使得图像采集设备采集并反馈针对目标物料和抓取装置的物料区域影像。起重机控制系统接收到物料区域影像，可以识别其中的目标物料和抓取装置的图形，进而识别出目标物料的顶部和抓取装置之间的高度差。其中，当抓取装置为吊钩时，上述高度差即为目标物料的顶部和吊钩中部的高度差。在识别出上述高度差后，起重机控制系统将其记录为第一下降值。
29.s12：控制起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第一高度变化量达到第一下降值。
30.在实施中，起重机控制系统在得到第一下降值后，会控制起重机中的卷扬机构转动，从而放出卷扬绳，使得抓取装置下降。在此过程中，起重机控制系统实时获取编码器所反馈的数据，并以在此过程中编码器首次反馈的数据为基准，计算变化值，并转化为抓取装置的高度变化量，即第一高度变化量。当识别到第一高度变化量达到第一下降值时，起重机控制系统控制卷扬机构暂停运行。
31.s13：当识别到取料动作完成后，基于获取到的转移区域影像，识别目标物料和高度最高的障碍物之间的高度差，得到第一上升值。
32.在实施中，转移区域是指目标物料在即将到来的运移过程中，预计经过的区域。具体的转移区域可以由工作人员预先输入，也可以由起重机控制系统自动识别并确认。起重机控制系统可以在识别到目标物料被安装到抓取装置上后，即取料动作完成后，向图像采集设备发出第二图像采集指令，使得图像采集设备采集并反馈针对转移区域的转移区域影像，转移区域影像中同样包含有目标物料的图形。起重机控制系统在接收到转移区域影像后，识别其中的目标物料和高度最高的障碍物之间的高度差，并将该高度差记录为第一上升值。
33.s14：控制起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第二高度变化量达到第一上升值。
34.在实施中，起重机控制系统在得到第一上升值后，会控制起重机中的卷扬机构转动以对卷扬绳进行收卷，使得抓取装置带动目标物料上升。在此过程中，起重机控制系统实时获取编码器所反馈的数据，并以得到第一上升值后编码器首次反馈的数据为基准，计算
变化值，并转化为抓取装置在此阶段中的高度变化量，即第二高度变化量。当识别到第二高度变化量达到第一上升值时，起重机控制系统控制卷扬机构暂停运行。
35.s15：在识别到运移动作完成后，基于获取到的卸料区域影像，识别目标物料和目标放置地点之间的高度差，得到第二下降值。
36.其中，目标放置地点是指目标物料的转移目的地，为了便于识别，可以预先由工作人员在转移目的地的地面上设置能够被起重机控制系统识别的指示图形。
37.在实施中，可以由工作人员手动操作起重机完成运移动作，也可以由起重机控制系统根据预先设置或生成的目标物料转移路径，自动控制起重臂的转动和伸缩以完成运移动作，从而将目标物料移动至目标放置地点正上方。在识别到运移动作完成后，起重机控制系统向图像采集设备发出第三图像采集指令，使得图像采集设备采集并反馈针对卸料区域的卸料区域影像，卸料区域影像中包含有目标物料和目标放置地点的图形。起重机控制系统在接收到转移区域影像后，识别其中的目标物料和目标放置地点之间的高度差，并将该高度差记录为第二下降值。
38.s16：控制起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第三高度变化量达到第二下降值。
39.在实施中，起重机控制系统在得到第二下降值后，会控制起重机中的卷扬机构转动以对卷扬绳进行释放，使得抓取装置带动目标物料下降。在此过程中，起重机控制系统实时获取编码器所反馈的数据，并以得到第二下降值后编码器首次反馈的数据为基准，计算变化值，并转化为抓取装置在此阶段中的高度变化量，即第三高度变化量。当识别到第三高度变化量达到第二下降值时，起重机控制系统控制卷扬机构暂停运行。此时，目标物料被运至目标放置地点，起重机控制系统可以通过预设有的提示设备提醒现场的工作人员，从而完成卸料。
40.可选的，在另一实施例中，上述s13之前，上述方法还可以包括以下内容：在接收到转移路径生成指令后，获取针对目标物料和目标放置地点的待分析影像。
41.在实施中，起重机控制系统在接收到工作人员输入的转移路径生成指令后，可以控制图像采集设备运行，使其反馈针对目标物料和目标放置地点的待分析影像。
42.基于待分析影像，识别其中的目标物料图形和目标放置地点图形。
43.在实施中，起重机控制系统会对接收到的待分析影像进行图像识别处理，从而识别出其中的目标物料图形和目标放置地点图形。
44.基于目标物料图形和目标放置地点图形的位置，以及预设有的路径生成规则，生成水平方向上的目标物料转移路径。
45.在实施中，起重机控制系统可以从待分析影像选择一个基准点作为原点，建立水平方向上的极坐标系，之后，起重机控制系统可以将目标物料图形和目标放置地点图形各自中心点在竖直方向上投射到上述极坐标系中，并进一步识别两个投射点的极坐标，进而确认两个极坐标之间的差值，最终得到起重臂的目标转动角度和目标伸缩距离，当起重臂按照上述目标转动角度和目标伸缩距离运行时，目标物料经过的路径在竖直方向上的投影所覆盖的区域即为上述s13中所涉及的转移区域。
46.在此情况下，在上述s14之后，即目标物料被抬升到进行运移动作所需的高度后，
当起重臂按照上述目标转动角度和目标伸缩距离运行时，目标物料经过的路径即为生成的目标物料转移路径。
47.可选的，在另一实施例中，当起重机处于闲置状态时，即未执行物料转移任务时，上述方法还可以包括以下内容：获取实时风速，并与预设有的最大风速安全阈值进行对比。
48.在实施中，起重机的起重臂的顶端可以设置有信号连接于起重机控制系统的风速风向仪。当起重机处于闲置状态时，起重机控制系统可以实时获取风速风向仪所测得的实时风速，并和预设有的最大风速安全阈值进行对比。
49.当实时风速大于最大风速安全阈值时，执行预设有的安全预案。
50.在实施中，当实时风速大于最大风速安全阈值时，则代表出现了大风天气，此时起重机进行作业可能存在安全风险，因此，起重机控制系统会执行预设有的安全预案，该安全预案可以包括以下内容：松开起重臂回转机构的制动器、切断施工升降机电源、控制梯笼降低至底层并切断电源，等等。
51.可选的，在另一实施例中，在上述s11之前，上述方法还可以包括以下内容：接收携带有预计施工时间段的施工预约信息。
52.在实施中，工作人员在转移作业开始前，可以向起重机控制系统输入包含有预计施工时间段的施工预约信息。
53.在线获取针对预计施工时间段的天气预报信息。
54.在实施中，起重机控制系统在识别出预计施工时间段后，可以在线查询针对预计施工时间段的天气预报信息。
55.基于天气预报信息，判断在预计施工时间段内是否存在出现恶劣天气的可能性。
56.在实施中，起重机控制系统中可以预先存储有敏感字段库，敏感字段库中的可以存储有若干代表恶劣天气的字段，例如台风、x级大风、大风x级、暴雨等等。起重机控制系统中可以基于该敏感字段库，对获取到的天气预报信息中的文字信息进行识别，从而判断在预计施工时间段内是否存在出现恶劣天气的可能性。
57.当判断结果为是时，执行预设有的安全预案。
58.在实施中，当判断结果为是时，起重机控制系统会执行预设有的安全预案。
59.进一步的，在另一实施例中，在上述基于天气预报信息，判断在预计施工时间段内是否存在出现恶劣天气的可能性之后，上述方法还可以包括以下内容：当识别到在预计施工时间段内存在出现大风天气的可能性后，识别预计的大风风向。
60.在实施中，起重机控制系统在识别到在预计施工时间段内存在出现恶劣天气的可能性后，可以进一步确认该恶劣天气的类型，当识别到天气预报信息中出现例如“大风”、“台风”等字样时，即代表存在出现大风天气的可能性。此时，起重机控制系统可以进一步识别天气预报信息中代表风向的字段，从而识别出预计的大风风向。
61.基于大风风向，调整起重臂的转动角度，使得起重臂朝向大风的来源风向。
62.在实施中，起重机控制系统在识别出大风风向后，可以自动控制起重机回转机构的运行，直到起重臂朝向大风的来源风向。其中，起重臂上可以设置有信号连接于起重机控制系统的方向检测仪器，例如电子指南针，从而实现对起重臂朝向的实时识别。
63.可选的，在另一实施例中，上述s14具体可以包括以下内容：控制起重机中的卷扬机构运行，使得目标物料被提高预设的高度。
64.在实施中，起重机控制系统可以控制卷扬机构的卷扬绳回卷，并在目标物料被提高预设的高度后停止回卷。其中，预设的高度可以是0.5m、1m等等，提高预设的高度的目的是使得目标物料离开地面，从而便于称重。
65.获取针对目标物料的实际物料质量，并和预设有的最大荷载量进行对比。
66.在实施中，起重机的起重臂上可以设置有能够测量悬吊物质量的承重传感器，该承重传感器信号连接于起重机控制系统，从而使得起重机控制系统能够获取到针对目标物料的实际物料质量。在获取到针对目标物料的实际物料质量后，起重机控制系统可以将其与预设有的最大荷载量进行对比。
67.当实际物料质量大于最大荷载量时，控制起重机中的卷扬机构运行，以放下目标物料，并取消对目标物料的取料。
68.在实施中，当检测到的实际物料质量大于最大荷载量时，则代表目标物料的质量超出起重机的承载能力，继续进行转运存在安全风险。此时，起重机控制系统会控制起重机中的卷扬机构运行，使得目标物料下降上述中的预设的高度，以放下目标物料，之后，起重机控制系统可以取消对目标物料的取料，并通过预设有的提示设备向现场的工作人员发出超重的提示。
69.当实际物料质量小于最大荷载量时，继续控制起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第二高度变化量达到第一上升值。
70.在实施中，当检测到的实际物料质量小于最大荷载量时，则代表目标物料符合规范，此时，起重机控制系统会继续控制起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第二高度变化量达到第一上升值，具体的过程如上述s14所述，此处不再赘述。
71.可选的，在另一实施例中，上述方法还可以包括以下内容：每当卷扬机构完成一次运行过程后，记录卷扬机构中卷扬绳的单次卷扬量。
72.在实施中，起重机控制系统在每次控制卷扬机构进行一次运行后，都会记录卷扬机构中卷扬绳的单次卷扬量。例如，单次卷扬量可以是第一高度变化量、第二高度变化量等数值的绝对值。
73.基于单次卷扬量，对卷扬绳的历史卷扬总量进行更新。
74.在实施中，起重机控制系统在每次得到单次卷扬量后，都会将其累加至历史卷扬总量中，从而对历史卷扬总量进行更新。
75.当历史卷扬总量达到预设有的卷扬量阈值时，生成老化检测提示信号。
76.在实施中，起重机控制系统在历史卷扬总量达到预设有的卷扬量阈值时，会生成老化检测提示信号，并发送给预设有的提示设备，从而提醒工作人员及时对卷扬机构进行检测。
77.基于上述方法，本技术实施例还公开一种起重机控制系统，参照图2，起重机控制系统包括图像处理模块21、高度变化量监测模块22、卷扬机构控制模块23。
78.其中，图像处理模块21用于基于获取到的物料区域影像，识别目标物料和起重机的抓取装置之间的高度差，并得到第一下降值。
79.卷扬机构控制模块23用于控制起重机中的卷扬机构运行，直至高度变化量监测模
块22监测到的第一高度变化量达到第一下降值。
80.图像处理模块21还用于当识别到取料动作完成后，基于获取到的转移区域影像，识别目标物料和高度最高的障碍物之间的高度差，得到第一上升值。
81.卷扬机构控制模块23还用于控制起重机中的卷扬机构运行，直至高度变化量监测模块22监测到的第二高度变化量达到第一上升值。
82.图像处理模块21还用于在识别到运移动作完成后，基于获取到的卸料区域影像，识别目标物料和目标放置地点之间的高度差，得到第二下降值。
83.卷扬机构控制模块23还用于控制起重机中的卷扬机构运行，直至高度变化量监测模块22监测到的第三高度变化量达到第二下降值。
84.可选的，参照图3，起重机控制系统还包括待分析影像获取模块31和转移区域生成模块32。
85.其中，待分析影像获取模块31用于在接收到转移路径生成指令后，获取针对目标物料和目标放置地点的待分析影像。
86.图像处理模块21还用于基于待分析影像，识别其中的目标物料图形和目标放置地点图形。
87.转移区域生成模块32用于基于目标物料图形和目标放置地点图形的位置，以及预设有的转移区域生成规则，生成针对目标物料的转移区域。
88.可选的，起重机控制系统还包括：风速确认模块，用于当起重机处于闲置状态时，获取实时风速，并与预设有的最大风速安全阈值进行对比。
89.安全预案执行模块，用于当实时风速大于最大风速安全阈值时，执行预设有的安全预案。
90.可选的，起重机控制系统还包括：施工预约信息接收模块，用于在获取物料区域影像之前，接收携带有预计施工时间段的施工预约信息；天气预报信息获取模块，用于在线获取针对预计施工时间段的天气预报信息。
91.恶劣天气判断模块，用于基于天气预报信息，判断在预计施工时间段内是否存在出现恶劣天气的可能性。
92.安全预案执行模块具体用于当判断结果为是时，执行预设有的安全预案。
93.可选的，恶劣天气判断模块还用于当识别到在预计施工时间段内存在出现大风天气的可能性后，识别预计的大风风向。
94.起重机控制系统还包括起重臂控制模块，用于基于大风风向，调整起重臂的转动角度，使得起重臂朝向大风的来源风向。
95.可选的，卷扬机构控制模块23具体用于控制起重机中的卷扬机构运行，使得目标物料被提高预设的高度。
96.起重机控制系统还包括实际物料质量处理模块，用于获取针对目标物料的实际物料质量，并和预设有的最大荷载量进行对比。
97.卷扬机构控制模块23还用于当实际物料质量大于最大荷载量时，控制起重机中的卷扬机构运行，以放下目标物料，并取消对目标物料的取料。
98.卷扬机构控制模块23还用于当实际物料质量小于最大荷载量时，继续控制起重机中的卷扬机构运行，直至监测到的第二高度变化量达到第一上升值。
99.可选的，起重机控制系统还包括：单次卷扬量统计模块，用于每当卷扬机构完成一次运行过程后，记录卷扬机构中卷扬绳的单次卷扬量。
100.历史卷扬总量更新模块，用于基于单次卷扬量，对卷扬绳的历史卷扬总量进行更新。
101.老化检测提示信号生成模块，用于当历史卷扬总量达到预设有的卷扬量阈值时，生成老化检测提示信号。本技术实施例还公开一种智能终端，智能终端包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述的起重机控制方法的计算机程序。
102.本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行如上述的起重机控制方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
103.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对申请的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本技术部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术所要保护的范围。